第07章存储器.ppt

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1、C第7章 数字电子技术 第第7章章 存储器存储器 实训实训 EPROM7 的固化与擦除的固化与擦除 71 概述概述 72 存储器的种类存储器的种类 73 存储器的应用存储器的应用 74 常用存储器常用存储器IC简介简介 本章小结本章小结 习题习题7 返回主目录返回主目录C第7章 数字电子技术第第 7 章存储器章存储器 实训实训7 EPROM的固化与擦除的固化与擦除 1 实训目的实训目的 (1）掌握EPROM 2764的基本工作原理和使用方法。(2）学会使用ALL07编程器对EPROM进行数据的存入。(3）弄懂EPROM擦除的工作过程。C第7章 数字电子技术 2 实训设备和器件实训设备和器件 实

2、训设备：80386电脑、ALL07编程器、紫外线擦除器、直流电源、示波器、单脉冲发生器各一台。实训器件：EPROM 2764一片、74LS161一片、发光二极管8个、510 电阻8个、导线若干、面包板一块。3 实训电路图实训电路图 实训电路图如图7.1所示。C第7章 数字电子技术图 7.1 实训 7 电路图 74LS16171029P0P1P2P3Q0Q1Q2Q3TCCEPCETCLKPEMR1 5V3456单脉冲发生器D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12CEOEPGMVPP151413121161098724543252123220222

3、712764 5V161112131517181912345678 5V510C第7章 数字电子技术 4 实训步骤与要求实训步骤与要求 1）插入芯片 在编程器中插入2764并固定，注意芯片一定要按照编程器上的标识插在正确的位置。打开编程器的电源开关。2）进入EPROM编程软件 打开计算机，执行ACCESS命令，即可进入编程程序，选择“EPROM”，执行EPROM的操作程序，进入到下一个界面，选择生产厂家和芯片型号。其中芯片的编程电压是一个重要的参数。所选择芯片的编程电压必须和所使用的2764的编程电压相同，一般有21 V，12.5 V和25 V几种。C第7章 数字电子技术 3）检查2764的内

4、容 选好合适的芯片类型并回车后，就进入到编程界面，在此选择“M”和“T”也可以修改芯片的生产厂家和类型。键入“B”，可以检查2764的内容是否为空（BLANK CHECK）。检查后若显示“OK”，则说明2764的存储内容为空，可以进行步骤4）。否则说明2764中有信息，不能写入，需要擦除后再进行写入操作。擦除操作见步骤6）。C第7章 数字电子技术 4）向2764写入内容 键入“4”，执行编辑缓冲器操作（EDIT BUFFER），回车后出现编辑界面。在该界面下可以显示2764的所有存储单元00001FFF的内容，未写入时全为1。可以根据自己的需要在相应的单元写入内容。为了测试写入以下内容：000

5、0000F单元：FE FF FC FF F8 FF F0 FF E0 FF C0FF 80FF 00 FF 1000100F单元：FE FF FD FF FB FF F7 FF EF FF DF FFBF FF 7F FF 其他单元的内容不变，全为FF。这里0F代表十六制数。C第7章 数字电子技术 5）2764内容测试 按照图7.1连接线路，接好电源，注意一定不要接错线。然后按照以下步骤进行测试：（1）2764的2脚接地。根据单脉冲发生器产生的脉冲可以看到，电路中的发光二极管的点亮规律为：1亮；全灭；1、2亮；全灭；1、2、3亮；全灭；，全亮；全灭，16个脉冲后又重新按照上述规律循环。C第7章

6、 数字电子技术 （2）2764的2脚接+5V。根据单脉冲发生器产生的脉冲可以看到，电路中的发光二极管的点亮规律为：1亮；全灭；2亮；全灭；3亮；全灭；，8亮；全灭，8个发光二极管依次点亮，16个脉冲后又重新按照上述规律循环。C第7章 数字电子技术 6）擦除2764中的内容并测试 取下电路中的2764，放进紫外线擦除器中，设定10min左右的定时时间，插上电源，开始对2764中的内容进行擦除。擦除结束，重复步骤1），2），3），可以看到2764中的内容为空。再插入实训电路中，所有发光二极管均不会点亮。C第7章 数字电子技术 5 实训总结与分析实训总结与分析 （1）74LS161是一个 4 位二进

7、制计数器，它的工作原理已在前面有关章节进行了介绍。2764是一个8 K8的存储器，共有8 K个字节，每个字节8位。有A0A12共13根地址线。当A0A12从0 0000 0000 00001 1111 1111 1111变化时，对应于0000H1FFFH（H表示十六进制）单元，每个单元8位。2764的每个单元写入内容后，通过地址线选中某单元，可读出其中的8位信息。C第7章 数字电子技术 （2）分析步骤4）所写入的内容。在0000H单元写入的内容为11111110（FEH）。当读出该单元内容时，由实训电路可知，1发光二极管的负极接低电平，因此1发光二极管点亮。对0000H000FH和1000H1

8、00FH单元，按照同样的方法分析，可以得出其点亮规律。（3）对于步骤5）的第（1）种情况，A12和A4A11都接地，当74LS161对脉冲计数时，2764的A0A3地址线状态按照00001111的规律循环，因此依次选中2764的单元为00000000000000000000001111，C第7章 数字电子技术 即2764的0000H000FH单元，所以按照步骤5）的第（1）种规律点亮。（4）对于步骤5）的第（2）种情况，A12接Vcc，A4A11仍然接地，当74LS161对脉冲计数时，使2764的A0A3地址线状态按00001111的规律循环，因此依次选中2764的单元为10000000000

9、001000000001111，即2764的1000H100FH单元，所以按照步骤5）的第（2）种规律点亮。C第7章 数字电子技术 （5）将EPROM中的内容擦除后，所有单元都为1，即所有单元的内容全部都为FFH。再将2764接入实训电路中，由于发光二极管负极接的都是高电平，所以均不亮。由以上分析可知，EPROM是一种可改写的只读存储器，通过地址线的选择，可选中相应的存储单元并读出其中数据，同时也观察到EPROM的数据是可以通过紫外线擦除，并重新写入的。C第7章 数字电子技术7.1概述概述 在实际应用中，存储器也是数字系统和计算机中不可缺少的组成部分，用来存放数据、资料及运算程序等二进制信息。

10、若干位二进制信息（例如实训中所使用的2764就是8位的存储器）构成一个字节。一个存储器能够存储大量的字节。实训中2764能够存储8 K个字节，其存储容量为8 K8=64 KB。“2764”中的“64”就代表了存储器芯片的容量。C第7章 数字电子技术72 存储器的种类存储器的种类 721 随机存取存储器RAM 722 ROMC第7章 数字电子技术7.2存储器的种类存储器的种类 按照内部信息的存取方式，存储器通常可以分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM；RAM按刷新方式可分为静态存储器SRAM和动态存储器DRAM；ROM按数据输入方式可分为掩膜ROM、可编程PROM和EPROM等。C第7章

11、数字电子技术 7.2.1 随机存取存储器随机存取存储器RAM 随机存取存储器RAM用于存放二进制信息（数据、程序指令和运算的中间结果等）。它可以在任意时刻，对任意选中的存储单元进行信息的存入（写）或取出（读）的信息操作，因此称为随机存取存储器。其结构示意图如图7.2所示。C第7章 数字电子技术图 7.2 RAM结构示意图 地址码地 址译码器存储矩阵（若干单元）输入输出控制电路输入/输出片选 读/写控制C第7章 数字电子技术 1.RAM的结构 随机存取存储器一般由存储矩阵、地址译码器、片选控制和读/写控制电路等组成，见图7.2所示。1）存储矩阵 该部分是存储器的主体，由若干个存储单元组成。每个存

12、储单元可存放一位二进制信息。为了存取方便，通常将这些存储单元设计成矩阵形式，即若干行和若干行若干列例如，一个容量为2564（256个字，每个字4位）的存储器，共有1 024个存储单元，这些单元可排成如图7.3所示的32行32列的矩阵。C第7章 数字电子技术图 7.3车RAM存储矩阵 32根行选择线Y0Y1Y7X0X1X2X3X318根列选择线C第7章 数字电子技术 员图7.3中，每行有32个存储单元（圆圈代表存储单元），每4个存储单元为一个字，因此每行可存储8个字称为8个字列。每根行选择线选中一行，每根列选择线选中一个字列。因此，该RAM存储矩阵共需要32根行选择线和8根列选择线。2）地址译码

13、器 由上所述，一片RAM由若干个字组成（每个字由若干位组成，例如4位、8位、16位等）。通常信息的读写是以字为单位进行的。C第7章 数字电子技术 为了区别不同的字，将存放同一个字的存储单元编为一组，并赋予一个号码，称为地址。不同的字具有不同的地址，从而在进行读写操作时，便可以按照地址选择欲访问的单元。地址的选择是通过地址译码器来实现的。在存储器中，通常将输入地址分为两部分，分别由行译码器和列译码器译码。例如，上述的2564 RAM的存储矩阵，256个字需要8根地址线（A7A0）区分（28=256）。C第7章 数字电子技术 其中地址码的低5位A4A0作为行译码输入，产生25=32根行选择线，地址

14、码的高3位A7A5用于列译码，产生23=8根列选择线。只有当行选择线和列选择线都被选中的单元，才能被访问。例如，若输入地址A7A0为00011111时，位于X31和Y0交叉处的单元被选中，可以对该单元进行读写操作。C第7章 数字电子技术 3）读/写与片选控制 数字系统中的RAM一般由多片组成，而系统每次读写时，只选中其中的一片（或几片）进行读写，因此在每片RAM上均加有片选信号线 。只有该信号有效 =0）时，RAM才被选中，可以对其进行读写操作，否则该芯片不工作。某芯片被选中后，该芯片执行读还是写操作由读写信号 控制。图7.4所示为片选与读写控制电路 CSCS_WRC第7章 数字电子技术图 7

15、.4 片选与读写控制电路I/O1EN&G1G2G3G4G5CSR/WDD1EN1EN&C第7章 数字电子技术 当片选信号 =1时，三态门G1，G2，G3均为高阻态,中不能进行读或写操作。当片选信号 =0时，芯片被选中。若 =1，则G3导通，G1、G2高阻态截止。此时若输入地址A7A0为00011111，于是位于31，0的存储单元所存储的信息送出到I/O 端，存储器执行的是读操作；若 =0，则G1、G2导通，G3高阻态截止，I/O端的数据以互补的形式出现在数据线D、上，并被存入31，0存储单元，存储器执行的是写操作。CSCS_WR_WR_DC第7章 数字电子技术 2.RAM的存储单元的存储单元

16、RAM的核心元件是存储矩阵中的存储单元。按工作原理分，RAM的存储单元可分为静态存储单元和动态存储单元。1）静态存储单元(SRAM)图7.5是六管CMOS静态存储单元。图中CMOS反相器V1，V2和CMOS反相器V3，V4交叉反馈构成基本RS触发器，用于存储一位二进制信息。C第7章 数字电子技术图 7.5 六管CMOS静态存储单元Xi（行选择线）存储单元位线数据线DD位线Yj列选择线VjV jV3V1V2V4V6VggVddV5C第7章 数字电子技术 V5，V6管是由行线Xi控制的门控管，控制触发器与位线的接通与断开。上述 6 只MOS管构成了一个静态存储单元，故称为六管静态存储单元。另外，图中还画出了该单元所在列线Yj的列控制门Vj,Vj。它控制该列位线与D、的通断，因为Vj,Vj属列内各单元公用，故不计入存储单元的器件数目。_DC第7章 数字电子技术 采用六管CMOS静态存储单元的常用静态RAM芯片有6116（2 K8）、6264（8 K8），62256（32 K8）等。这些芯片由于采用了CMOS，故它的静态功耗极小。当它们的片选端加入无效电平时，立即进入微功耗保持数据状态，这时只